JP2006034670A - Cone beam x-ray ct apparatus for head and neck - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、頭頸部領域のコーンビーム型Ｘ線ＣＴ装置の改良に関する。 The present invention relates to an improvement in a cone-beam X-ray CT apparatus for the head and neck region.
更に詳しくは、限られた設置スペースの中で効率の良い画像再構成範囲が得られる頭頸部用コーンビーム型Ｘ線ＣＴ装置に関する。 More specifically, the present invention relates to a head and neck cone beam X-ray CT apparatus capable of obtaining an efficient image reconstruction range in a limited installation space.
従来、歯科用を含む頭頸部用コーンビーム型Ｘ線ＣＴ装置には、被検者の頭部を挟むように、旋回駆動ユニットから垂下する旋回アームの両端に、それぞれＸ線発生器と、４インチの有効視野のイメージインテンシファイア及びカメラ系からなる受像装置が対向配置され、旋回軸を中心に旋回しながら被検者の歯顎領域を含む頭頸部の関心部分に小径のコーンビームＸ線を照射し、被検者を透過したデーターの画像処理を行いＣＴ画像を得る装置で、撮影中に旋回アームの旋回軸が、移動せずに回転のみで撮影を行い、一度の撮影で得られる画像再構成範囲が約φ３８ｍｍ×Ｈ２９ｍｍの円柱状の範囲の撮影を行う局所照射Ｘ線ＣＴ撮影装置が公知である。 Conventionally, a cone-beam X-ray CT apparatus for head and neck including dental use includes an X-ray generator and 4 at both ends of a swivel arm hanging from a swivel drive unit so as to sandwich the head of a subject. An image receiving device consisting of an image intensifier with an effective visual field of inch and a camera system is arranged oppositely, and a cone beam X-ray with a small diameter is applied to the portion of interest in the head and neck including the tooth jaw region of the subject while turning around the turning axis. This is a device that obtains CT images by performing image processing of data that passes through the subject and obtains a CT image. A local irradiation X-ray CT imaging apparatus that performs imaging of a cylindrical range having an image reconstruction range of about φ38 mm × H29 mm is known.
また、この装置とは別に同様に４インチの有効視野のイメージインテンシファイア及びカメラ系からなる受像装置を使用し、撮影時に必要に応じて旋回アームの旋回軸が回転しつつ、被検者の体軸に対して直交する水平方向に例えば、歯列弓に沿って時々刻々と適量連続的に移動させることにより、Ｘ線ＣＴ撮影時の再構成画像範囲をφ４２ｍｍ×Ｈ４０ｍｍの円柱状の他に、一度の撮影で、顎関節を含む全歯列に及ぶ広い範囲の再構成画像エリアを得ることが出来るパノラマＸ線ＣＴ撮影装置が公知である。これらの装置の特徴は、一度の撮影に対する被検者に対するＸ線被曝線量が少ないことである。 In addition to this device, an image receiving device consisting of an image intensifier with a 4-inch effective field of view and a camera system is used, and the swivel axis of the swivel arm rotates as necessary during photographing, In the horizontal direction perpendicular to the body axis, for example, by continuously moving an appropriate amount along the dental arch from time to time, the reconstructed image range at the time of X-ray CT imaging is changed to a cylindrical shape of φ42 mm × H40 mm A panoramic X-ray CT imaging apparatus that can obtain a wide range of reconstructed image areas covering the entire dentition including the temporomandibular joint by one imaging is known. The feature of these apparatuses is that the X-ray exposure dose to the subject for one imaging is small.
一方、これらの装置とは別に、９インチ、あるいは１２インチのイメージインテンシファイア及びカメラ系からなる受像装置を用いて、歯顎領域を含むより広い範囲の再構成画像エリアを得ることが出来る装置も公知で、この装置の場合の再構成画像エリアは、９インチのイメージインテンシファイア及びカメラ系からなる受像装置を用いた場合には、従来、一般にメディカルで用いられる手法の可変視野を採用し、その再構成画像エリアは、最大有効視野として、パノラマモードの場合、φ１５０ｍｍ、インプラントモードの場合、φ１０２．４ｍｍ、デンタルモードの場合、φ５１．２ｍｍの範囲の再構成画像エリアを、また、１２インチのイメージインテンシファイア及びカメラ系からなる受像装置を用いた場合には、その再構成画像エリアは、最大有効視野として、パノラマモードの場合、φ１９０ｍｍ、インプラントモードの場合、φ１５０ｍｍ、デンタルモードの場合、φ１００ｍｍの範囲の再構成画像エリアを得ることが出来るとされている。この装置の特徴は、先の２機種に対して、可変視野であること。再構成画像エリアが大幅に広く得られる反面、再構成画像エリアの広さに比例して、一撮影当たりの被検者に対するＸ線被曝線量がかなり増加することが指摘されている。また、近年旋回アームの両端部において、Ｘ線発生器と、受像装置を前記旋回アームの旋回軸中心に対してそれぞれ可変できる装置が提案されているが、被検者への干渉等で有効に活用できない等の問題がある。
従来これらの装置は、何れもその受像系としてイメージインテンシファイア及びカメラ系からなる受像装置を用いており、最大の再構成画像エリアを得ようとすると、球状となるため被検者の位置付け時に不便な場合もあることが知られている。また、カメラ系を含むイメージインテンシファイアの入出力軸方向の形状寸法が、旋回アームに取り付けられた状態で、撮影に際して被検者の頭部の回りを被検者に干渉することなく回転させるため、特に受像装置の下縁の部分が被検者の肩に干渉しないように配慮する必要があり、装置の回転半径に大きく影響すると同時に、９インチ、１２インチのイメージインテンシファイアを用いた際の重量の影響も旋回アームの旋回軸に対する左右のバランス即ち、Ｘ線発生器側と、イメージインテンシファイア側とのバランスを取るために必要な要素となるため必然的に装置も大きくなると同時に、装置の性質上その機械的精度を維持するために重量も大幅に増加する傾向となる。また、装置の設置面積も必然的に拡大傾向にある。 Conventionally, all of these devices use an image receiving device comprising an image intensifier and a camera system as the image receiving system, and when trying to obtain the maximum reconstructed image area, it becomes spherical, so when positioning the subject It is known that it can be inconvenient. In addition, the image intensifier including the camera system is rotated around the subject's head without taking interference with the subject while taking the shape and dimensions in the input / output axis direction attached to the swivel arm. Therefore, in particular, it is necessary to consider that the lower edge portion of the image receiving apparatus does not interfere with the subject's shoulder, which greatly affects the turning radius of the apparatus, and at the same time, uses a 9 inch or 12 inch image intensifier. At the same time, the influence of the weight of the swivel arm is a necessary factor for balancing the left and right of the swivel arm with respect to the swivel axis, that is, the balance between the X-ray generator side and the image intensifier side. Due to the nature of the device, the weight tends to increase significantly in order to maintain its mechanical accuracy. In addition, the installation area of the apparatus is inevitably increasing.
本発明は、上記した問題点に鑑みてなされたもので、その受像系にフラットパネル型（以下ＦＰ型）２次元センサーを用い、この高価で敬遠されがちなＦＰ型２次元センサーの限られた有効視野をできる限り有効に活用するために、従来の旋回アームとその旋回軸中心を被検者の撮影対象部位への移動手段として旋回駆動ユニット内に設けられたＸ／Ｙ方向の水平方向移動手段とは別に、旋回駆動ユニットから垂下する旋回軸と旋回アームの連結部に旋回軸位置可変機構を設け、旋回アームに対する旋回軸の位置を、Ｘ線の主線に対して前記主線と平行方向に前後変位可能にすることを目的とする。 The present invention has been made in view of the above-mentioned problems. The flat panel type (hereinafter referred to as FP type) two-dimensional sensor is used for the image receiving system, and the FP type two-dimensional sensor that tends to be avoided is limited. In order to make effective use of the effective field of view as much as possible, the horizontal movement in the X / Y direction provided in the swivel drive unit using the conventional swivel arm and its swivel axis center as a means of moving the subject to the imaging target site Separately from the means, a turning shaft position variable mechanism is provided at the connecting portion of the turning shaft and the turning arm hanging from the turning drive unit, and the position of the turning shaft relative to the turning arm is set in a direction parallel to the main line with respect to the X-ray main line. The purpose is to enable forward / backward displacement.
また、旋回アーム上でＸ線焦点−ＦＰ型２次元センサー入力面間寸法を変えることなく拡大率の変化に従った画像表示が可能とすることを目的の一つとする。 Another object of the present invention is to enable image display according to a change in magnification without changing the dimension between the X-ray focal point-FP type two-dimensional sensor input surface on the swivel arm.
また、旋回アームに対する旋回軸の位置の変位による拡大率の変化を補正して拡大率を一定とするために、Ｘ線発生器の焦点と旋回アームの旋回軸中心間寸法、あるいは、旋回軸中心と、２次元センサーの入力中心間寸法の内の一方が設定されると、他方の寸法も合わせて自動的に可変移動可能とすることも目的の一つとする。 In addition, in order to correct the change of the enlargement ratio due to the displacement of the position of the swivel axis with respect to the swivel arm and make the enlargement ratio constant, the dimension between the focal point of the X-ray generator and the swivel axis center of the swivel arm, or the center of the swivel axis One of the objectives is that when one of the dimensions between the input centers of the two-dimensional sensor is set, the other dimension can be automatically variably moved.
また、旋回軸と旋回アームの連結部に旋回軸位置可変機構に加えて、旋回アームと、ＦＰ型２次元センサーとの連結部にＦＰ型２次元センサーが照射されるＸ線の主線方向に対して平行に摺動可能にＦＰ型２次元センサー前後動機構と、前記２次元センサーが鉛直方向に摺動可能ならしめるＦＰ型２次元センサーのＺ軸移動機構のいずれか、あるいは両方を設けた装置の提供を目的の一つとする。 In addition to the swivel axis position variable mechanism at the connecting part of the swivel axis and the swivel arm, the connecting part between the swivel arm and the FP type two-dimensional sensor is applied to the X-ray main line direction irradiated with the FP type two-dimensional sensor. An apparatus provided with either or both of an FP type two-dimensional sensor back-and-forth motion mechanism that can slide in parallel and a Z-axis moving mechanism of the FP type two-dimensional sensor that enables the two-dimensional sensor to slide in the vertical direction Is one of the purposes.
必要に応じて被検者の正中基準位置からの撮影対象とする関心領域即ち、撮影対象部位中心迄の左右(水平)方向への旋回軸中心位置の変位量の程度によって、一定の限られたＸ線焦点とＦＰ型２次元センサー間寸法の中で、旋回アームの旋回軸中心と、ＦＰ型２次元センサーの入力面間の寸法あるいは、Ｘ線焦点間寸法を必要に応じて拡大率が小さくなる方向に、あるいはその逆に変化させることができる装置の提供を目的の一つとする。 The region of interest to be imaged from the mid-reference position of the subject as necessary, that is, limited by the degree of displacement of the pivot axis center position in the left and right (horizontal) direction to the center of the imaging target region Of the dimensions between the X-ray focal point and the FP type two-dimensional sensor, the magnification between the pivot axis center of the pivot arm and the input surface of the FP type two-dimensional sensor, or the dimension between the X-ray focal points is small if necessary. It is an object to provide an apparatus that can be changed in one direction or vice versa.
また、必要に応じて旋回軸中心位置の変位量の程度によって生じる旋回アームの重量バランスの変化を補正する装置の提供を目的の一つとする。 It is another object of the present invention to provide a device that corrects the change in the weight balance of the swing arm caused by the degree of displacement of the center position of the swing axis as necessary.
また、撮影対象部位に対する撮影中心位置を正確に設定するために、少ないＸ線量で撮影され、表示手段に表示された正面、側面画像上で行う予備撮影画像による位置補正は、それぞれ表示された画面上のカーソルを目的とする位置に合わせることで旋回軸中心位置を自動的に正確に設定できる装置の提供を目的の一つとする。 In addition, in order to accurately set the imaging center position with respect to the imaging target region, the position correction by the preliminary imaging image performed on the front and side images captured with a small X-ray dose and displayed on the display unit is displayed on each screen. One object is to provide a device that can automatically and accurately set the pivot axis center position by aligning the upper cursor with the target position.
このように、旋回アームと旋回軸の連結部分に旋回アームに対する旋回軸位置可変機構を、また旋回アームと、ＦＰ型２次元センサーとの連結部分あるいは、Ｘ線発生器との連結部に、後述する前後動機構、Ｚ軸移動機構を、また、旋回アームの端部にバランス補正機構を設け、その一部あるいは全部を活用することによって、ＦＰ型２次元センサーの限られた有効視野を最大限有効利用し、再構成画像エリアを広げることができ、従来の撮影に加え、拡大撮影、セファロ撮影等の一般撮影に応用可能な装置の提供が可能となる。このことは再構成画像エリアを広げる一方で単純には装置の回転半径をおよそ数百ミリ縮めことができ、装置性能の向上および、小型化軽量化、ひいては、装置の設置面積が極力少なくてすむ、単純撮影、セファロ撮影装置としても応用可能な頭頸部用コーンビームＸ線ＣＴ撮影装置を提供することを目的とする。 In this way, the pivot axis position variable mechanism for the pivot arm is provided at the connecting portion between the pivot arm and the pivot shaft, and the connecting portion between the pivot arm and the FP type two-dimensional sensor or the coupling portion between the X-ray generator is described later. Back-and-forth movement mechanism, Z-axis movement mechanism, and balance correction mechanism at the end of the swivel arm, and by utilizing part or all of it, the limited effective field of view of the FP type two-dimensional sensor is maximized It is possible to effectively use and widen the reconstructed image area, and it is possible to provide an apparatus that can be applied to general photography such as enlargement photography and cephalo photography in addition to conventional photography. While this increases the reconstructed image area, it can simply reduce the rotation radius of the device by several hundred millimeters, improving the device performance, reducing the size and weight, and thus reducing the installation area of the device as much as possible. An object of the present invention is to provide a cone-beam X-ray CT imaging apparatus for head and neck that can be applied as a simple imaging and cephalo imaging apparatus.
請求項１に記載の発明は、被検者を挟むように一端にコンビームＸ線を照射するためのＸ線発生器と、他の一端に被検者を透過したＸ線を検知するためのＦＰ型２次元センサーが対向に配置された旋回アームが、その旋回アームの旋回軸を中心に旋回して被検者の対象とする部位のＸ線ＣＴ撮影を行う、所謂、頭頸部用コーンビームＸ線ＣＴ撮影装置に於いて、旋回駆動ユニットから垂下する旋回アームの旋回軸は、前記、旋回駆動ユニット内で、前記旋回アームを旋回させるための旋回機構と、同じく旋回アームを水平方向に任意に被検者の撮影対象の範囲を移動させるためのＸ軸移動機構と、Ｙ軸移動機構とによって支承され、且つ、旋回軸と旋回アームとの連結部に、旋回アームに対向配置された前記Ｘ線発生器の焦点と、前記旋回軸中心と、前記ＦＰ型２次元センサーの入力中心を一本の線で結ぶ直線上の水平面で、前記直線に対して平行にＸ線発生器の焦点と旋回アームの旋回軸中心間の寸法を、任意に可変移動させるための、旋回軸位置可変機構と、それぞれの制御手段を有することを特徴とする。 The invention according to claim 1 is an X-ray generator for irradiating a conbeam X-ray at one end so as to sandwich the subject, and an FP for detecting an X-ray transmitted through the subject at the other end. A so-called head-and-neck cone beam X in which a swivel arm on which a two-dimensional sensor is placed oppositely swivels around the swivel axis of the swivel arm and performs X-ray CT imaging of a target region of the subject. In the line CT imaging apparatus, the swivel axis of the swivel arm hanging from the swivel drive unit is the same as the swivel mechanism for swiveling the swivel arm in the swivel drive unit. The X is supported by an X-axis moving mechanism and a Y-axis moving mechanism for moving the range of the subject to be imaged, and is disposed opposite to the swivel arm at a connecting portion between the swivel shaft and the swivel arm. The focal point of the line generator and the pivot axis The dimension between the center of the X-ray generator and the pivot axis of the swivel arm parallel to the straight line on a horizontal plane connecting the center and the input center of the FP type two-dimensional sensor with a single line, It is characterized by having a turning shaft position varying mechanism for arbitrarily variably moving and respective control means.
前記、それぞれの制御手段とは、前記旋回アームを旋回させるための旋回機構と、同じく旋回アームを水平方向に任意に被検者の撮影対象の範囲を移動させるためのＸ軸移動機構と、Ｙ軸移動機構と、前記旋回軸と旋回アームとの連結部に設けられた旋回アームの旋回軸位置可変機構とを中央演算処理装置からの指令によってアームローテーション制御モーター、Ｘ軸制御モーター、Ｙ軸制御モーター、アーム旋回軸位置制御モーターを制御することを意味している。この様に制御することによって、ＦＰ型２次元センサーの限られた有効視野をできる限り有効に活用するために、必要に応じて被検者の正中基準位置からの撮影対象とする関心領域即ち、撮影対象部位中心迄の左右(水平)方向への旋回軸中心位置の変位量の程度によって、一定の限られたＸ線焦点とＦＰ型２次元センサー間寸法の中で、旋回アームの旋回軸中心と、ＦＰ型２次元センサーの入力面間の寸法あるいは、Ｘ線焦点間寸法を必要に応じて拡大率が小さくなる方向に変化させることができ、後述の図５に示すように、図２〜図４と比較すると拡大率が(Ａ＋Ｂ）／Ａ＞((Ａ＋α) ＋ (Ｂ−α)）／（Ａ＋α)となり、撮影対象の画像エリアが拡大するため、一度の撮影での診断領域が増大することを特徴とする装置の提供を目的とする。 Each of the control means includes a turning mechanism for turning the turning arm, an X-axis moving mechanism for moving the turning arm in the horizontal direction arbitrarily within the range of the subject to be imaged, and Y An arm rotation control motor, an X-axis control motor, and a Y-axis control according to a command from the central processing unit are provided for an axis movement mechanism and a swing arm position variable mechanism for the swing arm provided at the connecting portion between the swing axis and the swing arm. This means that the motor and arm rotation axis position control motor are controlled. By controlling in this way, in order to utilize the limited effective field of view of the FP type two-dimensional sensor as effectively as possible, the region of interest to be imaged from the midline reference position of the subject as necessary, that is, Depending on the degree of displacement of the pivot axis center position in the left and right (horizontal) direction to the center of the object to be imaged, the pivot axis center of the pivot arm within a certain limited dimension between the X-ray focal point and the FP type two-dimensional sensor Then, the dimension between the input surfaces of the FP type two-dimensional sensor or the dimension between the X-ray focal points can be changed in a direction in which the enlargement ratio decreases as necessary. As shown in FIG. Compared with FIG. 4, the enlargement ratio is (A + B) / A> ((A + α) + (B−α)) / (A + α), and the image area to be imaged is enlarged, so the diagnostic area in one imaging is increased. It is an object of the present invention to provide an apparatus characterized by the above.
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明に於いて、旋回軸位置可変機構は、Ｘ線発生器の焦点と、ＦＰ型２次元センサーの入力面間の寸法を変えることなく、Ｘ線発生器の焦点と旋回アームの旋回軸中心間寸法を、任意に可変移動させるための、旋回軸位置可変機構を有することを特徴とする。 According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, the swivel axis position varying mechanism is configured without changing the dimension between the focal point of the X-ray generator and the input surface of the FP type two-dimensional sensor. A pivot axis position variable mechanism is provided for arbitrarily variably moving the focal point of the X-ray generator and the pivot axis center of the pivot arm.
この場合の旋回軸位置可変機構は、Ｘ線発生器の焦点と、ＦＰ型２次元センサーの入力面間の寸法は一定で、旋回アームに対して旋回軸の位置を、任意に可変移動させるもので、別途図示で後述するが被検者の正中基準位置からの撮影対象とする関心領域即ち、撮影対象部位中心迄の左右(水平)方向の寸法によって変位量を変化させることで、被検者の正中基準位置での撮影の際の再構成画像エリアが拡大することができる。この場合の拡大率の変化に対しては、その変化量に対して再構成計算がなされることを特徴とする装置の提供を目的とする。但し再構成範囲が小さくて良い場合は、再構成画像エリアが縮小されることは勿論である。 In this case, the swivel axis position variable mechanism has a constant dimension between the focal point of the X-ray generator and the input surface of the FP type two-dimensional sensor, and arbitrarily moves the swivel axis position relative to the swivel arm. As will be described later with reference to the drawing, the subject is changed by changing the amount of displacement according to the dimension in the left and right (horizontal) direction from the center reference position of the subject to the region of interest to be imaged, that is, the center of the region to be imaged The reconstructed image area at the time of shooting at the middle reference position can be enlarged. In this case, an object of the present invention is to provide an apparatus characterized in that reconstruction calculation is performed for the change amount of the enlargement ratio. However, when the reconstruction range may be small, the reconstructed image area is naturally reduced.
請求項３に記載の発明は、請求項１〜２に記載の発明に於いて、旋回軸位置可変機構は、絶えず、Ｘ線発生器の焦点と、旋回軸中心と、２次元センサーの入力面間の寸法が一定の拡大率となるように、Ｘ線発生器の焦点と旋回アームの旋回軸中心間寸法、あるいは、旋回軸中心と、２次元センサーの入力中心間寸法の内の一方が設定されると、他方の寸法も合わせて自動的に可変移動することを特徴とする。 According to a third aspect of the present invention, in the first or second aspect of the present invention, the swivel axis position variable mechanism is continuously provided with the focal point of the X-ray generator, the center of the swivel axis, and the input surface of the two-dimensional sensor. The dimension between the focal point of the X-ray generator and the pivot axis of the swivel arm, or the dimension between the pivot axis center and the input center of the two-dimensional sensor is set so that the dimension between them becomes a constant magnification. Then, the other dimension is automatically variably moved together.
拡大率が変化しないため再構成のための処理が単純となり、画像処理時間の短縮に効果を有する装置の提供を目的とする。 An object of the present invention is to provide an apparatus that has a simple process for reconstruction because the enlargement ratio does not change, and that is effective in reducing the image processing time.
請求項４に記載の発明は、請求項１〜３に記載の発明に於いて、旋回軸位置可変機構による基準変位量が、装置が設定した被検者の基準中心位置から、同様に装置が予め設定した水平方向の被検者の撮影部位中心迄の寸法であることを特徴とする。 According to a fourth aspect of the present invention, in the first to third aspects of the present invention, the reference displacement amount by the turning shaft position variable mechanism is similarly determined from the reference center position of the subject set by the apparatus. It is characterized in that the dimension is set in advance to the center of the imaging region of the subject in the horizontal direction.
旋回軸位置可変機構による基準変位量を、前記装置が設定した被検者の基準中心位置から、水平方向の被検者の撮影対象とする部位の中心迄の寸法と限定することによって、必要以上の可動範囲を必要としないため装置の更なる小型化を図った装置の提供を目的とする。 By limiting the reference displacement amount by the swing axis position variable mechanism to the dimension from the reference center position of the subject set by the device to the center of the portion to be imaged by the subject in the horizontal direction, it is more than necessary. Therefore, it is an object of the present invention to provide an apparatus that further reduces the size of the apparatus.
請求項５に記載の発明は、請求項１〜４に記載の発明に於いて、旋回軸位置可変機構による変位量が、中央演算処理回路を介し、操作部での撮影部位選択手段によって任意に選択された撮影部位に従って自動的に設定されることを特徴とする。 According to a fifth aspect of the present invention, in the first to fourth aspects of the present invention, the amount of displacement by the turning shaft position varying mechanism is arbitrarily determined by the imaging part selection means at the operation unit via the central processing circuit. It is characterized by being automatically set according to the selected imaging region.
これは、旋回軸位置可変機構による変位量の制御法に関し、予め一定のアルゴリズムで設定されたプログラムに従って、前記操作部での撮影部位選択手段によって任意に選択された撮影部位に従って自動的に設定されるオートモード、あるいは、その都度Ｘ．Ｙ方向の数値入力をするマニュアルモードが有り、その変位量の信号は、中央演算処理回路を介し、旋回軸位置可変機構制御用モーターに送られることを特徴とする装置の提供を目的とする。 This relates to a method of controlling the amount of displacement by the swing axis position variable mechanism, and is automatically set according to the imaging part arbitrarily selected by the imaging part selection means in the operation unit according to a program set in advance with a predetermined algorithm. Auto mode, or X. There is a manual mode for inputting a numerical value in the Y direction, and an object of the present invention is to provide a device characterized in that a displacement amount signal is sent to a motor for controlling a swing axis position variable mechanism via a central processing circuit.
請求項６に記載の発明は、請求項１〜５に記載の発明に於いて、予備撮影手段による被検者の正面及び、側面からの予備撮影の結果、撮影部位ずれを微調整するために表示手段に表示された予備撮影画像中心に対する目標位置までのカーソルの変位量に合わせて自動的に前記旋回アームの旋回軸中心位置の補正をするための旋回軸位置補正手段を有することを特徴とする。 According to a sixth aspect of the present invention, in the first to fifth aspects of the invention, in order to finely adjust the imaging region deviation as a result of preliminary imaging from the front and side surfaces of the subject by the preliminary imaging means. It is characterized by having a turning axis position correcting means for automatically correcting the turning axis center position of the turning arm in accordance with the displacement amount of the cursor to the target position with respect to the pre-photographed image center displayed on the display means. To do.
この手法は、正規の撮影に際して事前に少量のＸ線量で被検者の関心領域即ち、撮影目標部位の中心部を正確に把握するために、予め外観上の撮影目標部位の中心位置を大まかに設定し、その部位に対して正面、側面からの撮影をおこないモニター上に並べて表示させて位置の確認と補正をおこなうもので、モニター上に表示されたＸ線画像に対して、そのウインドウ内のカーソルを移動させることにより、カーソルが移動した位置が撮影中心となるように自動的に旋回軸位置補正手段によって旋回アームの旋回軸中心位置の補正をすることが可能な装置の提供を目的とする。 In this method, in order to accurately grasp the region of interest of the subject, that is, the central portion of the imaging target site in advance with a small amount of X-rays in normal imaging, the center position of the imaging target site on the appearance is roughly approximated in advance. It is set, and the part is imaged from the front and side and displayed side by side on the monitor to check and correct the position. For the X-ray image displayed on the monitor, An object of the present invention is to provide an apparatus capable of automatically correcting the pivot axis center position of the swing arm by the swing axis position correcting means so that the position where the cursor moves becomes the photographing center by moving the cursor. .
請求項７に記載の発明は、請求項１〜６に記載の発明に於いて、旋回アームは、前記ＦＰ型２次元センサーが、照射されるＸ線の主線方向に対して平行に摺動可能にＦＰ型２次元センサー前後動機構が設けられていることを特徴とする。
The invention according to
前記旋回アームが、被検者の撮影対象の範囲を移動させるためのＸ軸移動機構と、Ｙ軸移動機構とによって支承され、かつ、旋回軸と旋回アームとの連結部に、旋回アームに対向配置された前記Ｘ線発生器の焦点と、前記旋回軸中心と、前記ＦＰ型２次元センサーの入力中心を一本の線で結ぶ直線上の水平面を、前記直線に対して平行にＸ線発生器の焦点と旋回アームの旋回軸中心間の寸法を、任意に可変移動させるための、旋回軸位置可変機構に加えて、旋回アームとＦＰ型２次元センサーの連結部においてＦＰ型２次元センサーが、照射されるＸ線の主線方向に対して平行に摺動可能にＦＰ型２次元センサー前後動機構が設けられ、それぞれの制御手段を有することを特徴とする装置の提供を目的とする。 The swivel arm is supported by an X-axis moving mechanism and a Y-axis moving mechanism for moving the range of the subject to be imaged, and is opposed to the swivel arm at a connecting portion between the swivel axis and the swivel arm. X-ray generation is performed parallel to the straight line on a horizontal plane that connects the focal point of the arranged X-ray generator, the pivot axis center, and the input center of the FP type two-dimensional sensor with a single line. In addition to the swivel axis position variable mechanism for arbitrarily moving the dimension between the focal point of the device and the swivel axis center of the swivel arm, an FP type two-dimensional sensor is provided at the connecting part of the swivel arm and the FP type two-dimensional sensor. It is an object of the present invention to provide an apparatus characterized in that an FP type two-dimensional sensor back-and-forth movement mechanism is provided so as to be slidable in parallel to the main line direction of irradiated X-rays and has respective control means.
請求項８に記載の発明は、請求項１〜７に記載の発明に於いて、前記旋回アームは、旋回アームとＦＰ型の２次元センサーの連結部に、前記２次元センサーが鉛直方向に摺動可能ならしめるＦＰ型２次元センサーのＺ軸移動機構が設けられていることを特徴とする。 The invention according to claim 8 is the invention according to any one of claims 1 to 7, wherein the swivel arm is slid in a vertical direction at a connecting portion between the swivel arm and the FP type two-dimensional sensor. A Z-axis moving mechanism of an FP type two-dimensional sensor that can be moved is provided.
前記旋回アームが、被検者の撮影対象の範囲を移動させるためのＸ軸移動機構と、Ｙ軸移動機構とによって支承され、かつ、旋回軸と旋回アームとの連結部に、旋回アームに対向配置された前記Ｘ線発生器の焦点と、前記旋回軸中心と、前記ＦＰ型２次元センサーの入力中心を一本の線で結ぶ直線上の水平面を、前記直線に対して平行にＸ線発生器の焦点と旋回アームの旋回軸中心間の寸法を、任意に可変移動させるための、旋回軸位置可変機構に加えて、旋回アームとＦＰ型２次元センサーの連結部にＦＰ型２次元センサーが、照射されるＸ線の主線方向に対して平行に摺動可能ならしめるＦＰ型２次元センサー前後動機構と、鉛直方向に摺動可能ならしめるＦＰ型２次元センサーのＺ軸移動機構が設けられていること設けられ、それぞれの制御手段を有する装置の提供を目的とする。 The swivel arm is supported by an X-axis moving mechanism and a Y-axis moving mechanism for moving the range of the subject to be imaged, and is opposed to the swivel arm at a connecting portion between the swivel axis and the swivel arm. X-ray generation is performed parallel to the straight line on a horizontal plane that connects the focal point of the arranged X-ray generator, the pivot axis center, and the input center of the FP type two-dimensional sensor with a single line. In addition to the swivel axis position variable mechanism to arbitrarily move the dimension between the focal point of the device and the swivel axis center of the swivel arm, an FP type two-dimensional sensor is connected to the connecting part of the swivel arm and the FP type two-dimensional sensor. An FP type two-dimensional sensor back-and-forth movement mechanism that can slide parallel to the main line direction of the irradiated X-ray and a FP type two-dimensional sensor Z-axis movement mechanism that can slide in the vertical direction are provided. Each provided And an object thereof is to provide a device having a control means.
請求項９に記載の発明は、請求項１〜８に記載の発明に於いて、旋回駆動ユニットから垂下する旋回アームの旋回軸は、前記旋回駆動ユニット内で、前記旋回アームを旋回させるための旋回機構と、同じく旋回アームを水平面方向に任意に被検者の撮影対象の範囲で移動させるための、Ｘ軸移動機構と、Ｙ軸移動機構とによって支承され、且つ、旋回軸と旋回アームとの連結部に、旋回アームに対向配置された前記Ｘ線発生器の焦点と、前記旋回軸中心と、前記ＦＰ型２次元センサーの入力中心とを一本の線で結ぶ直線上の水平面を、前記直線に対して平行にＸ線発生器の焦点と旋回アームの旋回軸中心間寸法を、任意に可変移動させるための、旋回軸位置可変機構を有し、基準位置である該旋回軸中心位置からの旋回軸位置可変機構による変化量を、また、ＦＰ型２次元センサーＺ軸移動機構あるいは、ＦＰ型２次元センサー前後動機構によるＦＰ型２次元センサーの変位量を比較演算処理部で基準値と比較の上、且つ拡大率に変化に応じて、再構成画像処理を行うことを特徴とする。 According to a ninth aspect of the present invention, in the first to eighth aspects of the invention, the swivel axis of the swivel arm hanging from the swivel drive unit is for swiveling the swivel arm in the swivel drive unit. The swivel mechanism and the swivel arm are supported by the X-axis moving mechanism and the Y-axis moving mechanism for moving the swivel arm in the horizontal plane direction arbitrarily within the range of the subject to be imaged. A horizontal plane on a straight line connecting the focal point of the X-ray generator disposed opposite to the swivel arm, the center of the swivel axis, and the input center of the FP type two-dimensional sensor with a single line, A swivel axis center position, which is a reference position, has a swivel axis position variable mechanism for variably moving the focal point of the X-ray generator and the swivel arm center dimension in parallel with the straight line. From the swivel axis position variable mechanism The comparison amount is compared with the reference value in the comparison calculation processing unit and the displacement amount of the FP type two-dimensional sensor by the FP type two-dimensional sensor Z-axis movement mechanism or the FP type two-dimensional sensor back-and-forth movement mechanism, and the enlargement ratio In this case, reconstructed image processing is performed according to the change.
旋回アームの旋回機構および、旋回アームを水平面方向に任意に被検者の撮影対象の範囲を移動させるための、Ｘ軸移動機構と、Ｙ軸移動機構とを除く、前記旋回アームの旋回軸位置可変機構あるいは、ＦＰ型２次元センサーＺ軸移動機構、さらに、ＦＰ型２次元センサー前後動機構によるＦＰ型２次元センサーの変位量の一部または、全部を比較演算処理部で基準値と比較の上、且つ拡大率に変化に応じて、再構成画像処理をおこなえる装置の提供を目的とする。 The swivel arm swivel position, excluding the swivel arm swivel mechanism and the X axis moving mechanism and the Y axis moving mechanism for arbitrarily moving the swivel arm in the horizontal plane within the range of the subject to be imaged. Part or all of the displacement of the variable mechanism, the FP type two-dimensional sensor Z-axis moving mechanism, and the FP type two-dimensional sensor back-and-forth movement mechanism is compared with the reference value by the comparison calculation processing unit. An object of the present invention is to provide an apparatus capable of performing reconstructed image processing according to a change in the enlargement ratio.
請求項１０に記載の発明は、請求項１〜9記載の発明に於いて、前記、旋回アームは、その一端に、旋回軸位置及びＦＰ型２次元センサーの位置の一方または両方の変化に伴う重量バランスの変化を補正するための重量バランス補正手段を設けたことを特徴とする。
The invention according to
ＦＰ型２次元センサーの採用によって、従来のイメージインテンシファイア及びカメラ系からなる受像装置と比較した場合、その容積率、重量共に大幅に小型化が進み、旋回アーム上でのバランスもＦＰ型２次元センサー側が軽量となり、更にその位置を、旋回アームの旋回軸側に移動させた場合、ＦＰ型２次元センサーの重心位置の変化に伴うＸ線発生器側との重量バランスのずれが生じる。特に機械系の精度が要求されるこの種のコーンビームＸ線ＣＴ撮影装置にあっては、このバランスのずれの度合いに比例して振動、揺れ等の発生の要因の一つとなり即、装置の性能を左右する。従ってこれらの現象を押さえるためにＦＰ型２次元センサーの移動方向と逆方向に作動する重量バランス補正手段を設けることで旋回アーム上でのＦＰ型２次元センサーの位置の変化に伴う重量バランスの変化を補正をする重量バランス補正手段を設けたことで機械的精度の維持を図った装置の提供を目的としている。
By adopting the FP type two-dimensional sensor, when compared with the conventional image receiving device consisting of an image intensifier and a camera system, the volume ratio and weight are greatly reduced, and the balance on the swivel arm is also
請求項１１に記載の発明は、請求項１〜１０に記載の発明に於いて、前記旋回アームは、旋回アームと前記Ｘ線発生器との連結部に、該Ｘ線発生器がその照射されるＸ線の主線方向に対して平行に摺動可能ならしめるＸ線発生器前後動機構と、垂直方向に摺動可能ならしめるＸ線発生器Ｚ軸移動機構の内のいずれか一方かまたは、その両方が設けられ、その変位量は、中央演算処理回路を介し、操作部での撮影部位選択手段によって、オートモードあるいは、マニュアルモードにより任意に選択された撮影部位に従って自動的に設定されることを特徴とする請求項１〜１０に記載の頭頸部用コーンビームＸ線ＣＴ撮影装置。 According to an eleventh aspect of the present invention, in the invention according to any one of the first to tenth aspects, the swivel arm is irradiated with the X-ray generator at a connecting portion between the swivel arm and the X-ray generator. One of the X-ray generator back-and-forth movement mechanism that can slide parallel to the main line direction of the X-ray and the X-ray generator Z-axis movement mechanism that can slide in the vertical direction, or Both are provided, and the amount of displacement is automatically set through the central processing circuit according to the imaging part arbitrarily selected in the auto mode or manual mode by the imaging part selection means in the operation unit. The cone-beam X-ray CT imaging apparatus for head and neck according to claim 1.
請求項１１は、旋回アームに対する可動部分がＦＰ型２次元センサー側ではなく、旋回アームと前記Ｘ線発生器との連結部に、該Ｘ線発生器がその照射されるＸ線の主線方向に対して平行に摺動可能ならしめるＸ線発生器前後動機構と、また、Ｘ線発生器を垂直方向に摺動可能ならしめるＸ線発生器Ｚ軸移動機構の内のいずれか一方かまたはその両方が設けられ、その変位量は、中央演算処理回路を介し、操作部での撮影部位選択手段によって、オートモードあるいは、マニュアルモードにより任意に選択された撮影部位に従って自動的に設定し撮影することを目的としている。 In the eleventh aspect of the present invention, the movable part with respect to the swivel arm is not on the FP type two-dimensional sensor side, but at the connecting portion between the swivel arm and the X-ray generator in the main line direction of the X-ray irradiated by the X-ray generator. One of the X-ray generator back-and-forth movement mechanism that can slide parallel to the X-ray generator and the X-axis generator Z-axis movement mechanism that enables the X-ray generator to slide in the vertical direction. Both are provided, and the amount of displacement is automatically set according to the imaging part arbitrarily selected in the auto mode or the manual mode by the imaging part selection means in the operation unit via the central processing circuit. It is an object.
請求項1２記載の発明は、被検者を挟むように一端にコンビームＸ線を照射するためのＸ線発生器と、他の一端に被検者を透過したＸ線を検知するためのフラットパネル型(以下ＦＰ型)２次元センサーが対向に配置された旋回アームが、その旋回アームの旋回軸を中心に旋回して被検者の対象とする部位のＸ線ＣＴ撮影を行う、所謂、頭頸部用コーンビームＸ線ＣＴ撮影装置において、旋回駆動ユニットから垂下する旋回アームの旋回軸は、前記、旋回駆動ユニット内で、前記旋回アームを旋回させるための旋回機構と、同じく旋回アームを水平方向に任意に被検者の撮影対象の範囲を移動させるためのＸ軸移動機構と、Ｙ軸移動機構とによって支承され、かつ、旋回軸と旋回アームとの連結部に、旋回アームに対向配置された前記Ｘ線発生器の焦点と、前記旋回軸中心と、前記ＦＰ型２次元センサーの入力中心とを一本の線で結ぶ直線上の水平面を、前記直線に対して平行にＸ線発生器の焦点と旋回アームの旋回軸中心間の寸法を、任意に可変移動させるための、旋回軸位置可変機構を有し、該旋回アームは、ＦＰ型の２次元センサーとの連結部に、ＦＰ型２次元センサーが照射されるＸ線の主線方向に対して平行に摺動可能ならしめるＦＰ型２次元センサー前後動機構と、前記２次元センサーが垂直方向に摺動可能ならしめるＦＰ型２次元センサーのＺ軸移動機構が設けられ、被検者に干渉することなく被検者の顔面近傍まで前記をＦＰ型２次元センサーを近接させＣＴ撮影以外の撮影も含め可能としたことを特徴とする。
The invention described in
ＦＰ型２次元センサーを被検者に干渉することなくできるだけ被検者の顔面近傍まで近づけて撮影をおこなうための工夫で、後述するように限られた有効視野のＦＰ型２次元センサーを有効利用してＣＴ撮影装置としては、ズーム撮影機能を持たせことができ、また従来の手法では被検者の肩等に干渉することを避けて、前記旋回アームの旋回軸中心間の寸法を十分にとって、受像装置の入力面の位置が設定されていたのに対して、ＦＰ型２次元センサーの採用と合わせて装置の操作部での撮影部位選択手段によって、オートモードあるいは、マニュアルモードにより任意に選択された撮影部位によっては、自動的に前記したＦＰ型２次元センサーを被検者に干渉することなくできるだけ被検者の顔面近傍まで近づけて撮影をおこなうことを目標としている。 The FP type two-dimensional sensor with a limited effective field of view is used effectively as described later. This is a device for photographing the FP type two-dimensional sensor as close to the subject's face as possible without interfering with the subject. As a CT imaging device, it is possible to provide a zoom imaging function, and in the conventional method, avoiding interference with the subject's shoulder, etc., and the dimension between the pivot axes of the pivot arm is sufficiently large. While the position of the input surface of the image receiving device has been set, it can be arbitrarily selected in the auto mode or manual mode by the imaging part selection means in the operation unit of the device in combination with the adoption of the FP type two-dimensional sensor Depending on the imaged region, the above-mentioned FP type two-dimensional sensor may be automatically taken as close to the subject's face as possible without interfering with the subject. It is the target.
従って、本撮影装置によれば、ＦＰ型２次元センサーの採用による軽量化は当然のことながら、高価なＦＰ型２次元センサーには、限られた有効視野を最大限に活用するための工夫と配慮がなされ、従来法に比べて一度の撮影での撮影領域を広げることができ、また、頭頸部用コーンビームＸ線ＣＴ撮影装置専用機としてだけでなく、頭頸部を主とした単純撮影が容易となった他、セファロ撮影装置としても十分に利用できる装置の提供が可能となり、設置スペースが限られた一般的な歯科医院にも十分に設置可能な頭頸部用コーンビームＸ線ＣＴ撮影装置である。 Therefore, according to the present photographing apparatus, the FP type two-dimensional sensor can naturally be reduced in weight, and the expensive FP type two-dimensional sensor can be devised to make maximum use of the limited effective field of view. Consideration has been made, and the imaging area can be expanded in a single imaging compared to the conventional method. Moreover, not only as a dedicated machine for cone-and-beam X-ray CT imaging equipment for the head and neck, but also simple imaging mainly for the head and neck. In addition to the ease, it is possible to provide a device that can be used sufficiently as a cephalometric imaging device, and can be installed in a general dental clinic with limited installation space. It is.
以下に、図面に従って本発明の実施態様について説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
図１(a)および(b)は、本発明の頭頸部用コーンビームＸ線ＣＴ撮影装置の一実施例の全体図である。 図中、１は支柱、２は旋回駆動ユニット、３は旋回アーム、４はＸ線発生器、５はＦＰ型２次元センサー、６は電動椅子、７は頭部規格固定装置、８は操作部を兼ねたパーソナルコンピューターで、９は記憶装置、１０は表示装置を、また、１１はリモートコントローラーを示している。 FIGS. 1A and 1B are general views of an embodiment of a cone-beam X-ray CT imaging apparatus for head and neck according to the present invention. In the figure, 1 is a support, 2 is a turning drive unit, 3 is a turning arm, 4 is an X-ray generator, 5 is an FP type two-dimensional sensor, 6 is an electric chair, 7 is a head standard fixing device, and 8 is an operation unit. , 9 is a storage device, 10 is a display device, and 11 is a remote controller.
図において、図２以降に示すように旋回駆動ユニット２内には、旋回アーム３を旋回させるためのアームローテーション制御モーター１２ａを含む旋回駆動機構１２と、モーター出力軸または、旋回軸１２ｂ(以降旋回軸１２ｂ)と、同じく旋回アーム３を水平方向に任意に被検者の撮影対象部位に対して、旋回アーム３の旋回軸１２ｂ中心の位置を、被検者の正中ラインに対し、直交する水平方向に移動可能なＸ軸制御モーター１３ａを有するＸ軸移動機構１３と、この動きと直交する水平方向に移動可能なＹ軸制御用モーター１４ａを有するＹ軸移動機構１４と、前記旋回駆動機構１２の旋回軸１２ｂと、図示しないこれらの制御用コントローラーにより構成されている。撮影に際して被検者は、装置中央の電動椅子６に座った状態でその頭部を、頭部規格固定装置７で位置付けされ合わせて、その高さも椅子上下動機構および、頭部固定装置上下動機構で調整される。またこの上下同操作時の安全機構として電動椅子６と頭部規格固定装置７の間および、旋回アーム３の下面で、被検者の頭頂部が干渉する範囲に、また、ＦＰ型２次元センサー５の前面に干渉防止機構１９が設けられている。
As shown in FIG. 2 and subsequent figures, in the turning
旋回駆動ユニット２より、水平動が自在なように支承された前記旋回駆動機構１２の旋回軸１２ｂは、旋回アーム３と連結されるが、この旋回軸１２ｂと旋回アーム３との連結部には、旋回アーム３に対向配置された前記Ｘ線発生器４の焦点と、前記旋回軸中心と、前記ＦＰ型２次元センサー５の入力中心とを一直線に結ぶ線上を水平面内で、Ｘ線発生器４の焦点と旋回アーム３旋回軸中心間の寸法を、撮影に先立って任意に可変移動させるための、アーム旋回軸位置制御モーターと直動システムで構成される旋回軸位置可変機構１５が設けられている。
The turning
従って、旋回アーム３の一端に配置された前記Ｘ線発生器４の焦点と、前記旋回軸１２ｂと、この旋回軸１２ｂの中心とを結ぶ延長線上に、被検者の頭頸部を挟み対向して配置されたＦＰ型２次元センサー５の入力面中心の、それぞれ旋回軸１２ｂの中心との相互間の位置的な関係は、前記したＸ軸移動機構１３と、Ｙ軸移動機構１４とによる動きとは別に、Ｘ線発生器４の焦点−ＦＰ型２次元センサー５の入力面間寸法の寸法が一定の場合においても旋回アーム３に対する旋回軸１２(b)の位置を、撮影されるＸ線画像の拡大率が変化可能に、前記旋回軸位置可変機構１５を用いて変移可能とされている。図２〜図５は、その代表的な撮影時の各部の位置関係を示している。
Accordingly, the head and neck of the subject is placed on the extension line connecting the focal point of the
まず、図２は、装置が設定した被検者の基準中心位置に位置づけされた被検者の撮影対象部位の中心が頭部の中心即ち、正中線上であるため、旋回アーム３の旋回軸１２の中心位置も旋回軸位置可変機構１５を作動させることなく、またＸ軸移動機構１３と、Ｙ軸移動機構１４も装置の設定した基準位置に位置している。この場合のＸ線画像の拡大率は、Ｃ／Ａとなる。
First, FIG. 2 shows that the center of the subject to be imaged located at the reference center position of the subject set by the apparatus is the center of the head, that is, the midline. The X-axis moving mechanism 13 and the Y-
これに対して図３は、被検者の撮影対象部位の中心が被検者の左側顎関節を含む位置が選択された場合を示し、旋回アーム３の旋回軸１２の中心位置は、旋回軸位置可変機構１５を作動させることなく、前記Ｘ軸移動機構１３の作動により所定の位置に設定される。この場合のＸ線画像の拡大率は、図２と同様にＣ／Ａとなる。この時の旋回アーム３の旋回軸１２の中心とＦＰ型２次元センサー５の入力面間寸法の寸法”Ｂ”が被検者の特に肩等に撮影時に干渉しないように設定されるため、限られた前記ＦＰ型２次元センサー５等の受像面有効視野を効率よく利用するためには、幾何学的Ｘ線画像の拡大率が大きくなりがちとなる。
On the other hand, FIG. 3 shows a case in which the center of the subject to be imaged is selected so that the center includes the left temporomandibular joint of the subject, and the center position of the turning
また図４は、図５と対称となる被検者の右側顎関節を含む位置が選択された場合を示し、前記Ｘ軸移動機構１３の作動方向が対称となるだけである。図５は、図２から図４とは異なり、装置が設定した被検者の基準中心位置に位置づけされた被検者の撮影対象部位の中心が頭部の中心即ち、正中線上である場合に、Ｘ軸移動機構１３と、Ｙ軸移動機構１４も作動することなく装置の設定した基準位置に位置しているのに対して、旋回アーム３に対する旋回軸１２の中心位置を、旋回軸位置可変機構１５を作動させことでＸ線画像の拡大率が小さくなる方向に撮影時に被検者の特に肩に干渉しないような位置まで移動させる。従ってこの時のＸ線画像の拡大率は、Ｃ／(Ａ＋α)となり、Ｘ線画像の拡大率は、Ｃ／Ａより変位量の大きさに比例して小さくなる。
FIG. 4 shows a case where a position including the right temporomandibular joint of the subject that is symmetric with respect to FIG. 5 is selected, and only the operation direction of the X-axis moving mechanism 13 is symmetric. FIG. 5 differs from FIGS. 2 to 4 in the case where the center of the subject to be imaged positioned at the reference center position of the subject set by the apparatus is on the center of the head, that is, on the midline. While the X-axis moving mechanism 13 and the Y-
図６および図７は、更にその効果を高めるために、旋回アーム３と前記ＦＰ型２次元センサー５の連結部分にＦＰ型センサー制御モーターと直動システムで構成されるＦＰ型２次元センサー前後動機構１６を設けたことを特徴としている。このことは、前記した旋回軸位置可変機構１５だけでは、従来より旋回アーム３の回転半径が大きくなる可能性があるのに対して、回転半径を変えることなく必要に応じて更に効率よくＦＰ型２次元センサー５を被検者に近接させることができるため撮影対象の画像エリアが拡大するため、一撮影での診断領域が増大することにつながる。
6 and FIG. 7, in order to further enhance the effect, the FP type two-dimensional sensor back-and-forth movement composed of an FP type sensor control motor and a linear motion system at the connecting portion of the swing arm 3 and the FP type two-dimensional sensor 5 is shown. The mechanism 16 is provided. This is because the turning radius of the turning arm 3 may be larger than the conventional turning shaft position
尚、図６では、装置が設定した被検者の基準中心位置に位置づけされた被検者の撮影対象部位の中心が頭部の中心即ち、正中線上である場合に、Ｘ軸移動機構１３と、旋回アーム３に対して旋回軸位置可変機構１５作動することなく、ＦＰ型２次元センサー前後動機構１６のみを作動させた場合の位置関係を示しており、この場合の拡大率は((Ｂ−β)＋Ａ)／Ａとなるのに対して、図７は、前記Ｘ軸移動機構１３を作動させずに旋回アーム３に対して旋回軸位置可変機構１５とＦＰ型２次元センサー前後動機構１６の両方を作動させた場合のそれぞれの位置関係をし、拡大率は((Ｂ−β)＋(Ａ＋α)／(Ａ＋α)となる。
In FIG. 6, when the center of the subject to be imaged positioned at the reference center position of the subject set by the apparatus is on the center of the head, that is, on the midline, 3 shows the positional relationship when only the FP type two-dimensional sensor back-and-forth movement mechanism 16 is operated without operating the swing axis position
図８は、旋回アーム３と前記ＦＰ型２次元センサー５の連結部分にＦＰ型センサー前後制御モーターと直動システムで構成されるＦＰ型２次元センサー前後動機構１６の作動による移動量が予めプログラムされたアルゴリズムによって拡大率が変化しないように、動作するようにされていることを特徴としている。各部の距離関係は、旋回アーム３の旋回軸１２の中心位置からのＸ線発生器４の焦点迄の元の距離をＡとして、プラス方向にαだけ変位したとするとその変化率は、ｍ’＝(Ａ＋α)／Ａとなるため、旋回アーム３の旋回軸１２の中心位置からＦＰ型２次元センサー５の入力面迄の寸法は元の距離をＢとした時、Ｂ×ｍ’となり拡大率は常に一定となるように作動する。
FIG. 8 shows that the movement amount due to the operation of the FP type two-dimensional sensor back-and-forth movement mechanism 16 composed of the FP type sensor back-and-forth control motor and the linear motion system is programmed in advance in the connecting part of the swing arm 3 and the FP type two-dimensional sensor 5 It is characterized in that it operates so that the enlargement ratio does not change by the algorithm that has been set. The distance relationship between the respective parts is as follows. If the original distance from the center position of the
図９〜図１２は、旋回アーム３と前記ＦＰ型２次元センサー５の連結部分にＦＰ型センサー制御モーターと直動システムで構成されるＦＰ型２次元センサー前後動機構１６だけでなく、更に前記２次元センサー５が垂直方向に摺動可能ならしめるように、ＦＰ型センサーＺ軸制御モーターと直動システムで構成されるＦＰ型２次元センサー５のＺ軸移動機構１７が設けられていることを特徴としている。このように構成することにより、前記２次元センサー５の入力面を被検者に撮影時に干渉させずにより近づけることができるように構成できる。このことは頭頸部用コーンビームＸ線ＣＴ撮影は勿論、被検者頭頸部の一般撮影また、セファロ撮影への応用が可能となる。 9 to 12 show not only the FP type two-dimensional sensor back-and-forth movement mechanism 16 composed of the FP type sensor control motor and the linear motion system at the connecting portion of the swing arm 3 and the FP type two-dimensional sensor 5, but The Z-axis moving mechanism 17 of the FP-type two-dimensional sensor 5 configured by an FP-type sensor Z-axis control motor and a linear motion system is provided so that the two-dimensional sensor 5 can slide in the vertical direction. It is a feature. By configuring in this way, the input surface of the two-dimensional sensor 5 can be made closer to the subject without interfering during imaging. This can be applied to general imaging and cephalo imaging of the subject's head and neck as well as cone and beam X-ray CT imaging for the head and neck.
図１１は、特定部位の限られた範囲を撮影するために有効照射野を絞って撮影する場合のそれぞれの位置関係を示す一実施例で、撮影対象部位の撮影エリアの大きさに従って、照射されるコーンビームＸ線も絞られ、ＦＰ型２次元センサー５の入力範囲も限定されることで、必要以上のＸ線被曝を避ける意味でも有効である。図１１は、局部の任意の拡大撮影時のそれぞれの位置関係を示す一実施例で、局部の微細構造の読映が可能となり、診断能の向上に寄与する。 FIG. 11 shows an example of the positional relationship when photographing with a narrow effective irradiation field in order to photograph a limited range of a specific part, and irradiation is performed according to the size of the photographing area of the photographing target part. The cone beam X-rays are also narrowed and the input range of the FP type two-dimensional sensor 5 is limited, which is effective in avoiding unnecessary X-ray exposure. FIG. 11 shows an example of the positional relationship at the time of arbitrary enlargement photographing in a local area, which enables the reading of the local fine structure and contributes to the improvement of diagnostic ability.
図１２は、セファロ撮影の代用となる準セファロ撮影のそれぞれの位置関係を示す一実施例で、図は、側面撮影を表しているが前記旋回駆動機構１２の作動により、例えば正面撮影、４５゜斜位撮影等、任意の方向からの撮影が可能である。また得られる画像データーがデジタルデーターのため表示に当たっては、従来多用されている拡大率１．１倍の擬似的画像として容易に表示が可能であることと、ＦＰ型２次元センサー５の入力面を被検者に限りなく近接させることによってセファロ撮影の代用として十分に活用できる頭頸部用コーンビームＸ線ＣＴ撮影装置といえる。
FIG. 12 shows an example of the positional relationship of quasi-cephalometric imaging as a substitute for cephalometric imaging. FIG. 12 shows side imaging, but the operation of the turning
図１３は、前記した旋回アーム旋回軸位置制御モーターと直動システムで構成される旋回軸位置可変機構１５あるいは、ＦＰ型２次元センサー前後動機構１６の単独作動、または両方を作動させた時に生じる旋回軸１２ｂの中心と旋回アーム３上での重量バランスのずれが大きくなると偏荷重による旋回アーム３の回転トラブルで色々な問題に発展し即装置の性能に影響するため、旋回アーム３の端部に設けられたバランス補正機構１８を、前記した旋回軸位置可変機構１５あるいは、ＦＰ型２次元センサー前後動機構１６の作動時にその作動量に比例して予め設定されたプログラムのアルゴリズムに従ってバランスする方向に作動させるように構成されている。また、ＦＰ型２次元センサー５の前面には、従来パノラマＸ線撮影装置で公知の被検者に対する干渉防止機構１９が設けられている。この干渉防止機構１９は撮影時に一番被検者に近接しやすいＦＰ型２次元センサーの前面に設けられており、旋回アームの回転中に被検者に前記干渉防止機構１９がわずかでも触れるとＣＰＵからの指令によって瞬時に旋回アームの回転が停止する。
FIG. 13 is generated when the swing axis position
図１４は、図１〜図１３で説明した各駆動機構を制御するための回路を示すブロック図である。 図において、特定の被検者に対してその撮影対象部位が決定されると操作部での撮影モード、撮影条件および、撮影部位選択手段によって任意に選択された撮影部位に従ってＣＰＵを介し、その変位量信号が各制御モーターに送られ、各駆動機構によって位置決めされると共に、撮影条件に従った撮影がおこなわれる。 FIG. 14 is a block diagram showing a circuit for controlling each drive mechanism described in FIGS. In the figure, when the part to be imaged is determined for a specific subject, the displacement is determined via the CPU according to the imaging mode in the operation unit, imaging conditions, and the imaging part arbitrarily selected by the imaging part selection means. A quantity signal is sent to each control motor and positioned by each drive mechanism, and photographing according to photographing conditions is performed.
本発明は、旋回駆動ユニット内に設けられた、旋回アームを旋回させるための旋回機構と、該旋回アームを水平方向に任意に被検者の撮影対象部位に移動させるためのＸ軸移動機構とＹ軸移動機構とに加えて、旋回アームに対する旋回軸中心の移動をおこなうことを目的として旋回軸位置可変機構を設けたことを最大の特徴としている。 The present invention provides a turning mechanism for turning a turning arm provided in a turning drive unit, and an X-axis moving mechanism for moving the turning arm arbitrarily in a horizontal direction to a subject to be imaged. In addition to the Y-axis moving mechanism, the greatest feature is that a turning axis position variable mechanism is provided for the purpose of moving the turning axis center with respect to the turning arm.
この様にすることによって例えば、ＣＴ撮影で被検者の頭部中心(正中ライン)部を撮影対象とした図５を例にすると、旋回アームに対し、旋回軸中心が、ＦＰ型２次元センサーの表面に被検者の肩に干渉しない位置迄移動する。従って、前記移動に伴って生じる変位量が拡大率の変化として再構成演算処理時に大きな問題となる。 In this way, for example, in FIG. 5 in which the subject's head center (median line) portion is imaged in CT imaging, the pivot axis center is the FP type two-dimensional sensor with respect to the pivot arm. Move to a position where it does not interfere with the subject's shoulder. Therefore, the amount of displacement caused by the movement becomes a big problem at the time of reconstruction calculation processing as a change in magnification.
従って、旋回駆動ユニットから垂下する旋回駆動機構の旋回軸と旋回アームとの連結部に設けられた旋回軸位置可変機構による旋回軸中心位置の基準位置からの変化量を、また、ＦＰ型２次元センサーＺ軸移動機構あるいは、ＦＰ型２次元センサー前後動機構によるＦＰ型２次元センサーの変位量をＣＰＵからの指令に基づいて、比較演算処理部で予め設定されている基準値と比較の上、拡大率および有効照射野を演算し、その拡大率変化または、有効照射野の変化に応じた再構成画像処理がおこなわれるように設定される。その後、被検者の撮影対象部位に対して、ＣＰＵからの指令でＸ線発生器側の１次スリットで撮影エリア相当する範囲に絞られたコーンビームＸ線を照射しながら被検者の周囲を少なくとも１８０゜以上回転し得られた画像データーに基づき再構成画像処理をおこない表示手段に表示および、メモリ装置に元データーと共に保存される。 Therefore, the amount of change from the reference position of the pivot axis center position by the pivot axis position variable mechanism provided at the connecting portion between the pivot axis and the pivot arm of the pivot drive mechanism that hangs down from the pivot drive unit, and the FP type two-dimensional Based on a command from the CPU, the displacement amount of the FP type two-dimensional sensor by the sensor Z-axis movement mechanism or the FP type two-dimensional sensor back-and-forth movement mechanism is compared with a reference value set in advance by the comparison calculation processing unit, The enlargement factor and the effective irradiation field are calculated, and the reconstructed image processing corresponding to the change in the enlargement factor or the change in the effective irradiation field is performed. Then, around the subject while irradiating the subject's imaging target region with cone beam X-rays, which are narrowed to a range corresponding to the imaging area by the primary slit on the X-ray generator side according to a command from the CPU Is subjected to reconstructed image processing based on image data obtained by rotating at least 180 °, displayed on the display means, and stored together with the original data in the memory device.
つぎに、被検者の頭部中心(正中ライン)部を撮影対象とし、ＣＴ撮影で拡大撮影をおこなう際の例の図１１では、操作部で選択された撮影モード、ＣＴ撮影、拡大撮影および、撮影対象部位選択手段によって、頭部中心(正中ライン)部が選択され、その結果撮影部位に従って中央演算処理回路を介し、その変位量信号が各制御モーターに送られ、各駆動機構によって位置決めされた結果、拡大率((Ｂ＋β)＋(Ａ−α))／(Ａ−α)の拡大撮影が実施される。 Next, in FIG. 11 of an example in which the subject's head center (median line) portion is taken as an object to be imaged and enlarged imaging is performed by CT imaging, the imaging mode selected by the operation unit, CT imaging, enlarged imaging, and Then, the center of the head (median line) is selected by the imaging target region selection means, and as a result, the displacement amount signal is sent to each control motor via the central processing circuit according to the imaging region, and is positioned by each drive mechanism. As a result, enlargement photographing at an enlargement ratio ((B + β) + (A−α)) / (A−α) is performed.
また、被検者の頭部側面撮影対象としたセファロ撮影例の図１２では、操作部で選択された撮影モード、セファロ撮影、撮影対象部位、側面が選択手段によって、選択され、その結果撮影部位に従ってＣＰＵを介し、その変位量信号が各制御モーターに送られ、特に前記ＦＰ型２次元センサーのＺ軸移動機構を含む各駆動機構によって位置決めされた結果、ＦＰ型２次元センサーが被検者に干渉することなく近接させての撮影が実施可能となる。勿論、これらの位置の微調整はリモートコントローラーを用いて被検者の近傍でおこなうことができる。 Further, in FIG. 12 of the cephalo imaging example as the subject's head side surface imaging target, the imaging mode, the cephalo imaging, the imaging target region, and the side surface selected by the operation unit are selected by the selection unit, and as a result, the imaging region The displacement amount signal is sent to each control motor via the CPU according to the above, and as a result of positioning by each driving mechanism including the Z-axis moving mechanism of the FP type two-dimensional sensor, the FP type two-dimensional sensor is sent to the subject. Shooting close to each other without interference can be performed. Of course, fine adjustment of these positions can be performed in the vicinity of the subject using a remote controller.
こうして得られた画像データーは、メモリ装置に保存されると共に図１２に示すように従来法のセファロ撮影時の拡大率１．１倍でなく、そのままの拡大率として画像表示される場合の他、必要に応じて簡易的に撮影中心部の拡大率が１．１倍となるように比較演算処理部で予め設定されている基準値と比較演算処理がおこなわれ拡大率１．１倍のＸ線画像としての表示も可能である。 The image data obtained in this way is stored in the memory device and, as shown in FIG. 12, the image is displayed not as an enlargement ratio of 1.1 times at the time of conventional cephalometric photography, but as an enlargement ratio as it is, X-rays with an enlargement ratio of 1.1 times are performed by performing a comparison operation with a reference value set in advance in the comparison operation processing unit so that the enlargement ratio of the imaging center is simply 1.1 times as necessary. Display as an image is also possible.
また、撮影対象部位に対する撮影中心位置を正確に設定する必要時に実施される、図示しない予備撮影画像による位置補正は、表示手段に表示された正面、側面画像上でおこなうもので、それぞれ表示された画面上のカーソルを目的とする位置に合わせることでその位置の信号がＣＰＵに送られＣＰＵからの指令で位置の制御がおこなわれる。 In addition, position correction using a pre-photographed image (not shown), which is performed when it is necessary to accurately set the photographing center position with respect to the photographing target part, is performed on the front and side images displayed on the display means, and is displayed respectively. By aligning the cursor on the screen with the target position, a signal at that position is sent to the CPU, and the position is controlled by a command from the CPU.
このように構成することで本発明の装置は、ＦＰ型２次元センサーの採用によって、従来のイメージインテンシファイア及びカメラ系からなる受像装置と比較した場合、その容積率、重量共に大幅に小型化が進み、旋回アーム上でのバランスもＦＰ型２次元センサー側が軽量となり、更にその位置を、旋回アームの旋回軸側に移動させた場合、ＦＰ型２次元センサーの重心位置の変化に伴うＸ線発生器側との重量バランスのずれが生じる。特に機械系の精度が要求されるこの種のコーンビームＸ線ＣＴ撮影装置にあっては、このバランスのずれの度合いに比例して振動、揺れ等の発生の要因の一つとなり即、装置の性能を左右する。従ってこれらの現象を押さえるためにＦＰ型２次元センサーの移動方向と逆方向に作動する重量バランス補正手段を設けることで旋回アーム上でのＦＰ型２次元センサーの位置の変化に伴う重量バランスの変化を補正をする重量バランス補正手段を設けたことで機械的精度の維持を図ることが可能となった。また、本装置は旋回アームに対する可動部分がＦＰ型２次元センサー側ではなく、旋回アームと前記Ｘ線発生器との連結部に、該Ｘ線発生器がその照射されるＸ線の主線方向に対して平行に摺動可能ならしめるＸ線発生器前後動機構と、また、Ｘ線発生器を垂直方向に摺動可能ならしめるＸ線発生器Ｚ軸移動機構の内のいずれか一方かまたはその両方が設けられ、その変位量は、ＣＰＵを介し、操作部での撮影部位選択手段によって、オートモードあるいは、マニュアルモードで任意に選択された撮影部位に従って自動的に設定し撮影することができ、より幅広い撮影が可能となった。 By configuring in this way, the apparatus of the present invention is significantly reduced in both volume ratio and weight by adopting the FP type two-dimensional sensor as compared with a conventional image receiving apparatus composed of an image intensifier and a camera system. The balance on the swivel arm becomes lighter on the FP two-dimensional sensor side, and when the position is moved to the swivel axis side of the swivel arm, the X-ray accompanying the change in the center of gravity of the FP two-dimensional sensor Deviation in weight balance with the generator side occurs. In particular, in this type of cone beam X-ray CT imaging apparatus that requires accuracy of the mechanical system, it becomes one of the causes of occurrence of vibration, shaking, etc. in proportion to the degree of this balance deviation. It affects the performance. Therefore, in order to suppress these phenomena, a change in weight balance accompanying a change in the position of the FP type two-dimensional sensor on the swivel arm is provided by providing weight balance correction means that operates in the direction opposite to the moving direction of the FP type two-dimensional sensor. By providing weight balance correcting means for correcting the above, it becomes possible to maintain the mechanical accuracy. Further, in this apparatus, the movable part with respect to the swivel arm is not on the FP type two-dimensional sensor side, but at the connecting portion between the swivel arm and the X-ray generator, in the main line direction of the X-ray irradiated by the X-ray generator. One of the X-ray generator back-and-forth movement mechanism that can slide parallel to the X-ray generator and the X-axis generator Z-axis movement mechanism that enables the X-ray generator to slide in the vertical direction. Both are provided, the amount of displacement can be automatically set and imaged according to the imaging part arbitrarily selected in the auto mode or manual mode by the imaging part selection means in the operation unit via the CPU, A wider range of photography has become possible.
１ 支柱
２ 旋回駆動ユニット
３ 旋回アーム
４ Ｘ線発生器
５ ＦＰ型２次元センサー
６ 電動椅子
７ 頭部規格固定装置
８ パーソナルコンピューター
９ メモリ装置
１０ 表示装置
１１ リモートコントローラー
１２ 旋回駆動機構
１２ａ アームローテーション制御モーター
１２ｂ 旋回軸
１３ Ｘ軸移動機構
１３ａ Ｘ軸制御モーター
１４ Ｙ軸移動機構
１４ａ Ｙ軸制御モーター
１５ 旋回軸位置可変機構
１６ ＦＰ型２次元センサー前後動機構
１７ ＦＰ型２次元センサーＺ軸移動機構
１８ バランス補正機構
１９ 干渉防止機構
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